Question

下图为实验室制取气体的装置：

（1）用KMnO₄固体制取O₂，应选用上图中的

 

装置（填编号），
该反应的化学方程式为

 

；当用排水法将O₂收集满并取出集气瓶后，停止该实验的正确操作方法是

 

．
（2）小明同学利用上述装置进行了一些关于氨气性质的实验探究：
查询资料：氨气无色、有刺激性气味的气体，比空气轻；易液化；得液氨；极易溶于水．
探究一：将熟石灰与氯化氨混合加热可以用于制备氨气，从上图中选择装置

 

用于制备气体，化学反应方程式是

 

若采用装置D来收集氨气，气体应从

 

端进入．
探究二：装置C 能够形成红色的喷泉，这说明了氨气具有的性质是

 

、

 

．
（3）某化学兴趣小组定量测定炭粉和铜粉的混合物，利用下图的装置，

样品进行实验采用装置E来制取氧气，相对于装置B的优点是

 

，请你帮助他们分析填写下表（“---”无须填写）．

实验过程	实验现象	有关化学方程式
①连接好仪器后，检查 气密性．在F中加入样品1g，G中装入药品连装置称量为52g．	-------	------
②打开E处活塞，慢慢滴加溶液．	E中：
③对F进行加热．当F中药品充分反应后，关闭E处活塞，停止加热．	F中：
④冷却后，称量G处总质量为54.2g．	------	------

（4）计算：样品中铜的质量分数=

 

（写出结果）
（5）问题和讨论：实验完成后，老师评议说：按上述实验设计，即使F中反应完全、G中吸收完全，也不会得出正确的结果．经讨论，有同学提出在F与G之间增加一个装置．再次实验后，得到了较正确的结果．那么原来实验所测得的铜的质量分数偏小的原因可能是

 

；在F与G之间增加一个装置其中盛放的药品可以是

 

．

Answer 1

分析：（1）用KMnO₄固体制取O₂，反应条件是加热，所以选能够加热的装置；根据反应物、反应条件写出化学方程式；为防止水进入导管，要先撤去导管；
（2）从熟石灰与氯化氨混合加热可以用于制备氨气，选择图示中可加热的装置；根据反应物、反应条件和质量守恒写出化学反应式；再根据氨气比空气轻的性质选择进气口；
（3）装置E中是分液漏斗，可控制液体的流动的快慢；用装置E来制取氧气，是用二氧化锰做催化剂分解双氧水制取氧气的装置．据此写出反应现象和反应式；据试验过程中①可知F中是碳粉和铜粉的混合物，加热F的过程中红色的铜变成变成了黑色，反应式可根据反应物、反应条件写出；
（4）据碳与氧气的反应式计算可得出碳的质量分数，在从1g样品中减去即可；
（5）实验所测得的铜的质量分数偏小的原因可能是E中的水蒸气进入G，可用吸收水的药品来干燥．

解答：解：（1）用KMnO₄固体制取O₂，需要加热，所以选用A装置；根据反应物是KMnO₄、反应条件是加热、生成物是K₂MnO₄、MnO₂、O₂写出反应式：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．在试验结束为防止水倒吸入试管，导致热的试管破裂，要先撤去试管，后停止加热．
故答案为：A、2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑、先撤去试管，后停止加热；
（2）据题意可知制取氨气要熟石灰与氯化氨混合加热，就要选取能加热的装置A；根据反应物是熟石灰与氯化铵、反应条件是加热、生成物是氨气等，写出化学反应式为：Ca（OH）₂+2NH₄Cl

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；据题意知氨气的密度小于空气的密度，应从短头b进．氨气呈碱性，可使酚酞试液变红．
故答案为：A、Ca（OH）₂+2NH₄Cl

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O、b、易溶于水、水溶液呈碱性；
（3）此题中的E装置用的是分液漏斗，相对于装置B的普通漏斗E装置的优点是可以控制反应进程的速率；
表格中的内容：②据题意可知E装置是用二氧化锰做催化剂分解双氧水制取氧气，当打开E处得活塞，慢慢滴加液体时，可以看到的现象是有气泡冒出；并根据反应物、反应条件、生成物写出化学反应式是：2H₂O₂

二氧化锰  .

2H₂O+O₂↑；③据题意可知F中的中的药品是碳粉与铜粉的混合物，当加热时碳粉和铜粉都与氧气反应，反应完全后碳都变成二氧化碳气体，红色的铜粉变成黑色的氧化铜．反应式为：Cu+O₂

加热  .

2CuO．
故表格中的答案为：

实验过程	实验现象	有关化学方程式
①连接好仪器后，检查 气密性．在F中加入样品1g，G中装入药品连装置称量为52g．	-------	------
②打开E处活塞，使溶液慢慢滴加．	E中：有气泡冒出	2H2O2  二氧化锰  .   2H2O+O2↑
③对F进行加热，当F中药品充分反应后，关闭E处活塞，停止加热．	F中：由红色和黑色变成黑色	C+O2  加热  .   CO2、2Cu+O2  加热  .   2CuO
④冷却后，称量G处总质量为54.2g．	------	------

（4）据题意知，反应后增重2.2g，增重的是二氧化碳气体．据此计算如下：设碳的质量是x
C+O₂

加热  .

CO₂
12        44
x         2.2g

12

44

=

x

2.2g

x=0.6g
（1-0.6g）×100%=40%
故答案为：40%
（5）E装置中的水分可能变成水蒸气进入G，并被吸收，使G中碳的质量增加，计算后碳的质量分数偏大，铜的偏小．为是计算结果正确可在F与G之间增加一个装置其中盛放的药品可以是吸收水蒸气的浓硫酸．
故答案为：水蒸气进入G中的药品、浓硫酸．

点评：本题考查实验仪器的选择、化学式的书写、反应现象、计算等问题，考查学生的综合知识和对新信息提取．